外源纤维分解酶组合对玉米秸体外消化和湖羊生长性能及甲烷排放的影响研究

摘要

本试验旨在探究添加外源纤维分解酶及其组合对玉米秸体外发酵、纤维降解和湖羊生长性能、甲烷排放的影响。试验包括体外试验和体内试验两部分，其中两个体外试验筛选了能有效改善玉米秸体外消化降解的理想分解酶与酶组合;体内试验则利用筛选的酶组合进行湖羊饲养试验，测定其对湖羊生长与甲烷生成的影响。
　　1.改善玉米秸体外降解最佳酶的筛选（试验一）
　　按单因素试验设计，利用压力读取式体外产气系统，模拟瘤胃发酵48h，比较4种纤维素酶(CEL1、2、3、4)和4种木聚糖酶(XYL1、2、3、4)对玉米秸体外发酵的影响，两种酶的添加水平分别为30U/g DM和60U/g DM。培养48小时后终止发酵，分析测定底物的干物质降解率(DMD)、中性洗涤纤维降解率(NDFD)和酸性洗涤纤维降解率(ADFD)。结果发现，CEL2和XYL1能显著提高底物的DMD(P＜0.01)，CEL2、CEL4和XYL1显著提高底物的NDFD(P＜0.01)，CEL1、2、4和XYL1、3、4显著提高底物的ADFD(P＜0.01)。综合上述结果，确定CEL2和XYL1具有较佳效果，用于后续试验。
　　2.改善玉米秸体外降解最佳酶组合的筛选（试验二）
　　按4×4双因素试验设计，利用压力读取式体外产气系统研究CEL2和XYL1之间的组合效应，其中CEL2添加水平为0、10、20和30U/g DM，XYL1添加水平为0、20、40和60U/g DM。结果显示: CEL2对DMD和NDFD具有线性增加的潜在作用(二者均为P=0.07)，XYL1对DMD和NDFD没有影响。两者均显著降低了每克可消化DM和NDF的甲烷产量（线性P＜0.05和二次P＜0.01），且两种酶之间存在显著交互作用(P＜0.01)。除了CEL2显著减少了乙酸比例(P＜0.05)并增加丁酸比例（线性P＜0.05和二次P＜0.01）外，CEL2和XYL1对pH、总挥发性脂肪酸(TVFA)、丙酸、乙丙比和氨态氮均没有显著影响。综合上述结果，确定CEL2为30U/gDM+XYL1为60U/gDM的两个处理效果较佳。
　　3.添加酶对湖羊生长性能和甲烷生成的影响（试验三）
　　采用2×2双因素试验设计，通过饲喂生长期湖羊评价单一酶(CEL2、XYL1)与酶组合(CEL2+XYL1)对湖羊生长性能、瘤胃发酵和甲烷排放的影响。试验日粮精粗比为40∶60，以玉米秸为唯一粗料;试验时间72天，其中预试期10天，体重测定期42天，甲烷测定期20天。甲烷测定在简易呼吸笼内完成。结果发现表明，XYL1添加具有提高平均日增重的趋势(P=0.082)并改善饲料转化效率(P=0.099)。各处理组DM、NDF、ADF、CP的表观消化率均无显著差异(P＞0.05）。酶处理对瘤胃发酵参数没有显著影响，仅发现XYL1添加可潜在提高丁酸摩尔比例(P=0.074)。XYL1的添加显著提高瘤胃中外切葡聚糖酶活力（P=0.04）。同时，XYL1添加显著降低甲烷产量(CH4/DNFD，P=0.03)。对于各项结果均未见CEL2和XYL1的交互作用(P＞0.05)。
　　综上所述，添加合适的纤维素酶、木聚糖酶和两者组合能有效改善玉米秸纤维降解率，并对改善动物生产性能，降低甲烷排放具有较好的效果。

目录

声明

表一览表

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缩略词

摘要

第一章 文献综述

引言

第一节 酶的简介

1 酶的概念

2 酶活力检测方法

3 影响酶活性及作用效果的因素

第二节 外源酶制剂在反刍动物日粮中的应用研究进展

1 玉米秸营养学特性

2 纤维素酶及其降解机制

3 木聚糖酶及其降解机制

4 纤维分解酶对粗饲料的作用方式

5 纤维素酶和木聚糖酶协同作用

6 纤维素酶和木聚糖酶在反刍动物研究进展

第三节 瘤胃甲烷产生机理与调控

1 瘤胃甲烷生成的机理

2 瘤胃甲烷生成的调控

第四节 本研究目的、意义和主要内容

1 研究目的及意义

2 主要研究内容

第二章 外源酶对玉米秸体外降解的影响

第一节 外源酶活力和蛋白浓度的测定

1 材料和方法

2 结果和分析

3 小结

第二节 降解玉米秸外源酶的筛选

1 材料和方法

2 结果和分析

3 讨论

4 小结

第三章 外源酶组合对玉米秸体外发酵、纤维降解、甲烷产生的影响

1 材料和方法

2 结果和分析

3 讨论

4 小结

第四章 外源酶组合添加对湖羊生长性能、瘤胃发酵及甲烷产生的影响

1 材料和方法

2 结果和分析

3 讨论

4 小结

第五章 提示与创新点

1 结论

2 创新点

3 后续研究展望

参考文献

致谢

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